KR20090013204A - Method for producing pentafluoroethane - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a method for producing pentafluoroethane, and especially to a method comprising (i) a step during which perchloroethylene and optionally 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane and/or 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane react(s) with hydrofluoric acid in a gaseous phase in the presence of a catalyst in an adiabetic multi-stage reactor, and optionally (ii) a step of separating the flow produced in step (i) in order to obtain a fraction of light products and a fraction of heavy products.

Description

펜타플루오로에탄의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING PENTAFLUOROETHANE}Method for producing pentafluoroethane {METHOD FOR PRODUCING PENTAFLUOROETHANE}

본 발명은 펜타플루오로에탄을 제조하는 방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 촉매의 존재 하에 기상에서 플루오르화 수소산 (HF) 으로 퍼클로로에틸렌 (PER) 을 반응시켜 펜타플루오로에탄을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing pentafluoroethane, and more particularly to a method for producing pentafluoroethane by reacting perchloroethylene (PER) with hydrofluoric acid (HF) in the gas phase in the presence of a catalyst. It is about.

촉매의 존재 하에 기상에서 HF 로 퍼클로로에틸렌을 플루오르화하는 반응이 알려져있다. 통상적으로 상기 반응은 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 (123), 2-클로로-1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (124) 및 펜타플루오로에탄 (125) 을 형성하고, 주된 생성물로서는 123 의 형성을 유발한다.Reactions of fluorinating perchloroethylene with HF in the gas phase in the presence of a catalyst are known. Typically the reaction is carried out with 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane (123), 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane (124) and pentafluoroethane ( 125), leading to the formation of 123 as the main product.

이러한 화합물 (이하에서, 전반적으로 표현 "120 시리즈" 에 의해 표시됨) 은 포옴 (팽윤제 및 절연제) 또는 에어로졸 (추진제) 의 분야 또는 냉각기에서 클로로플루오로카본 (CFC) 에 대한 치환제, 또는 이러한 성분의 합성을 위한 중간물로서 모두 사용될 수 있다. 펜타플루오로에탄의 산업적 제조를 위한 효과적인 방법이 현재 모색되고 있다.Such compounds (hereinafter, generally designated by the expression "120 series") are substituted for chlorofluorocarbons (CFCs) in the field or coolers of foams (swelling agents and insulations) or aerosols (propellants), or such All may be used as intermediates for the synthesis of the components. Effective methods for the industrial production of pentafluoroethane are currently being sought.

퍼클로로에틸렌이 펜타플루오로에탄으로 플루오르화하는 반응은 강한 발열 반응 (25-30 Kcal/mol) 이므로, 산업적 규모에서 그의 사용은 많은 문제를 갖는다: 반응을 제어하기 어렵고, 촉매가 분해되고, 부산물이 대량으로 형성된다.Since the reaction of perchlorethylene to pentafluoroethane is a strong exothermic reaction (25-30 Kcal / mol), its use on an industrial scale has many problems: the reaction is difficult to control, the catalyst decomposes and by-products This is formed in large quantities.

문서 EP 687660 은 퍼클로로에틸렌이 히드로겐 플루오라이드와 3 bar 내지 30 bar 의 절대 압력 하에 200 ℃ 내지 450 ℃ 의 온도에서, 촉매의 존재 하에 기상으로 반응하는 제 1 반응 영역, 및 제 1 반응 영역에서 제조된 기체에 함유된 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및/또는 2-클로로-1,1,1,2-테트라플루오로에탄이 히드로겐 플루오라이드와 5 bar 이하의 절대 압력하에 250 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서, 촉매의 존재하에 증기상으로 반응하는 제 2 반응 영역을 포함하는 두 개의 반응 영역에서 반응이 일어나는 (상기 제 1 반응 영역은 제 2 반응 영역의 압력을 초과하는 압력으로 유지됨) 펜타플루오로에탄을 제조하는 방법을 개시한다. Document EP 687660 relates to a first reaction zone in which perchlorethylene reacts with hydrogen fluoride at a temperature of 200 ° C. to 450 ° C. under an absolute pressure of 3 to 30 bar, in the gas phase in the presence of a catalyst, and 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane and / or 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane contained in the prepared gas with hydrogen fluoride up to 5 bar The reaction takes place in two reaction zones comprising a second reaction zone which reacts in the vapor phase in the presence of a catalyst at a temperature of 250 ° C. to 500 ° C. under an absolute pressure of (the first reaction zone is the pressure of the second reaction zone Maintained at a pressure exceeding) is disclosed a process for preparing pentafluoroethane.

문서 EP 754170 은 (i) 퍼클로로에틸렌을 히드로겐 플루오라이드와, 크롬 옥사이드를 포함하는 일차 플루오르화 촉매의 존재 하에 기상으로 접촉시켜, 화학식 C2H1Cl1+xF1+y (식 중, x 및 y 는 각각 독립적으로 0, 1, 2 또는 3 이고, x+y 는 3 인 것으로 이해됨) 의 히드로클로로플루오로에탄을 포함하는 생성물의 스트림을 형성하도록 하는 단계, 및 (ii) 단계 (i) 로부터의 생성물의 스트림을 히드로겐 플루오라이드와, 아연 및/또는 니켈, 또는 산화 크롬, 크롬 플루오라이드 또는 크롬 옥시플루오라이드에 담지된 아연 및/또는 니켈 화합물을 포함하는 이차 플루오르화 촉매의 존재하에 기상으로 접촉시켜 펜타플루오로에탄을 제조하는 단계를 포함하는 펜타플루오로에탄을 제조하는 방법을 기재한다. The document EP 754170 discloses (i) perchlorethylene by gas phase contacting hydrogen fluoride with a primary fluorination catalyst comprising chromium oxide, wherein the formula C 2 H 1 Cl 1 + x F 1 + y (where , x and y are each independently 0, 1, 2 or 3 and x + y is understood to be 3) to form a stream of product comprising hydrochlorofluoroethane, and (ii) The stream of product from (i) is subjected to a secondary fluorination catalyst comprising hydrogen fluoride and zinc and / or nickel compounds supported on zinc and / or nickel or on chromium oxide, chromium fluoride or chromium oxyfluoride. Described is a method of making pentafluoroethane comprising the step of making pentafluoroethane by contacting in the presence of a gas phase.

본 발명은 상기 언급된 결점을 부분적으로 또는 완전히 해결할 수 있는 퍼클로로에틸렌으로부터 펜타플루오로에탄을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a process for preparing pentafluoroethane from perchloroethylene that can partially or completely solve the above-mentioned drawbacks.

본 발명에 따른 방법은 단열 다층 반응기에서 촉매의 존재하에 기상에서 플루오르화 수소산으로 퍼클로로에틸렌을 반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The process according to the invention is characterized in that it comprises the step of reacting perchloroethylene with hydrofluoric acid in the gas phase in the presence of a catalyst in an adiabatic multilayer reactor.

바람직하게는, 단열 반응기의 제 1 층의 입구에서의 온도는 280 내지 350 ℃ 이고, 유리하게는 320 내지 340 ℃ 이다. 단열 반응기의 다음 층의 입구에서의 온도는 또한 280 내지 350 ℃, 바람직하게는 320 내지 340 ℃ 의 범위일 수 있다. Preferably, the temperature at the inlet of the first layer of the adiabatic reactor is between 280 and 350 ° C, advantageously between 320 and 340 ° C. The temperature at the inlet of the next layer of the adiabatic reactor may also be in the range of 280 to 350 ° C, preferably 320 to 340 ° C.

상기 층에서, 입구에서의 온도는 통상적으로 출구에서의 온도보다 낮다. 더욱이, 이전 층의 입구에서의 온도는 바람직하게는 다음 층의 입구에서의 온도보다 낮다.In this layer, the temperature at the inlet is typically lower than the temperature at the outlet. Moreover, the temperature at the inlet of the previous layer is preferably lower than the temperature at the inlet of the next layer.

본 발명에 따른 방법은 유리하게는 단열 다층 반응기에서의 온도가 410 ℃ 이하이고, 바람직하게는 380 ℃ 이하인 방식으로 수행된다.The process according to the invention is advantageously carried out in such a way that the temperature in the adiabatic multilayer reactor is below 410 ° C, preferably below 380 ° C.

단열 반응기는 2 내지 6 층을 포함할 수 있다. 그러나 층의 수가 2 내지 4 인 것이 바람직하다.The adiabatic reactor may comprise 2 to 6 layers. However, it is preferable that the number of layers is 2-4.

플루오르화 단계는 광범위한 압력에서 수행될 수 있지만, 1 내지 10 bar, 및 유리하게는 1 내지 4 bar 의 절대 압력에서 작동되는 것이 바람직하다.The fluorination step can be carried out at a wide range of pressures, but is preferably operated at an absolute pressure of 1 to 10 bar, and advantageously 1 to 4 bar.

반응물은 플루오르화 단계 전에 미리-기화되고, 바람직하게는 단열 반응기의 온도 미만의 온도, 및 유리하게는 320 내지 340 ℃ 의 온도로 기화 및 예열된다.The reactants are pre-gassed prior to the fluorination step and are preferably vaporized and preheated to a temperature below the temperature of the adiabatic reactor, and advantageously from 320 to 340 ° C.

기화 및 예열된 반응물의 대부분, 바람직하게는 90 중량% 초과가 반응기의 제 1 층의 입구에 도입된다. 기화 및 예열된 반응물, 바람직하게는 150 내지 200 ℃의 온도로 예열된 반응물의 적은 부분, 바람직하게는 10 중량% 미만은 단열 반응기의 온도를 더 잘 조절하도록 내부 층 레벨에 도입된다. 바람직하게는, 반응기의 제 1 층의 입구에 도입된 예열된 반응물은 내부-층 레벨에 도입된 반응물의 온도를 초과하는 온도에 있다.Most, preferably more than 90% by weight, of the vaporized and preheated reactants are introduced at the inlet of the first bed of the reactor. A small portion, preferably less than 10% by weight, of the vaporized and preheated reactant, preferably reactant preheated to a temperature of 150 to 200 ° C., is introduced at the inner layer level to better control the temperature of the adiabatic reactor. Preferably, the preheated reactant introduced at the inlet of the first bed of the reactor is at a temperature above the temperature of the reactant introduced at the inner-bed level.

본 발명의 한 구현예에 따르면, 단열 다층 반응기를 통과하는 스트림은 분리 단계에 적용하여 경 생성물의 분획, 예를 들어, 펜타플루오로에탄 및 히드로겐 클로라이드, 및 중 생성물의 분획, 예를 들어, 미반응된 퍼클로로에틸렌, 미반응된 플루오르화 수소산, 및 중간 화합물, 특히, 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 (123), 및 2-클로로-1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (124)를 수득한다. 기화 및 예열 후의 중 생성물의 분획은 이후 반응기로 재순환된다.According to one embodiment of the invention, the stream passing through the adiabatic multi-layer reactor is subjected to a separation step such that a fraction of the light product, for example pentafluoroethane and hydrogen chloride, and a fraction of the heavy product, for example Unreacted perchloroethylene, unreacted hydrofluoric acid, and intermediate compounds, especially 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane (123), and 2-chloro-1,1,1 , 2-tetrafluoroethane (124) is obtained. The fraction of the heavy product after vaporization and preheating is then recycled to the reactor.

중 생성물의 분획이 반응기로 재순환되는 경우, 퍼클로로에틸렌 이외에, 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 2-클로로-1,1,1,2-테트라플루오로에탄과 같은 중간 화합물이 또한 플루오르화 수소산에 의해 반응한다.When a fraction of the heavy product is recycled to the reactor, in addition to perchloroethylene, 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane and 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane The same intermediate compound also reacts with hydrofluoric acid.

상기 방법은 연속해서 또는 배치식으로 수행될 수 있으나, 연속으로 수행되는 것이 바람직하다.The method may be carried out continuously or batchwise, but is preferably carried out continuously.

HF/유기 반응물의 몰비는 통상적으로 5 내지 50, 바람직하게는 10 내지 30, 및 유리하게는 10 내지 20이다. The molar ratio of HF / organic reactant is usually 5 to 50, preferably 10 to 30, and advantageously 10 to 20.

기체가 다량의 촉매를 통과 (반응 조건 하) 하는데 걸리는 시간으로 계산되는 접촉 시간은 바람직하게는 5 내지 40 초, 유리하게는 10 내지 20 초이다.The contact time, calculated as the time it takes for the gas to pass through a large amount of catalyst (under reaction conditions), is preferably 5 to 40 seconds, advantageously 10 to 20 seconds.

플루오르화 단계의 압력이 절대 압력 4 bar 미만인 경우, 반응 생성물은 분리 단계에 적용하기 전에 압축하는 것이 때로는 유리하다. 상기 압축은 압축기를 사용해서 수행할 수 있고, 예를 들어, 증류인 경우, 유리한 에너지 조건 하에서 분리를 수행할 수 있다. 더욱이, 99 % 초과의 미반응 플루오르화 수소산을 회수할 수 있다.If the pressure in the fluorination step is below 4 bar absolute, it is sometimes advantageous to compress the reaction product before applying it to the separation step. The compression can be carried out using a compressor, for example in the case of distillation, the separation can be carried out under favorable energy conditions. Moreover, more than 99% of unreacted hydrofluoric acid can be recovered.

임의의 플루오르화 촉매가 본 발명의 방법에 적절할 수 있다. 사용되는 촉매는 바람직하게는 옥사이드, 할라이드, 옥시할라이드, 또는 크롬, 알루미늄, 코발트, 망간, 니켈, 철 또는 아연의 무기염을 포함하고, 지지될 수 있다. 예를 들어, 지지체로서 알루미나, 알루미늄 플루오라이드 또는 알루미늄 옥시플루오라이드가 언급될 수 있다.Any fluorination catalyst may be suitable for the process of the present invention. The catalyst used preferably comprises oxides, halides, oxyhalides or inorganic salts of chromium, aluminum, cobalt, manganese, nickel, iron or zinc and can be supported. For example, alumina, aluminum fluoride or aluminum oxyfluoride may be mentioned as a support.

0 초과의 산화 상태이며, Ni, Co, Mn 및 Zn 으로부터 선택되는 다른 금속을 임의로 포함하는 크롬 옥사이드 (Cr2O3)-기재 촉매가 바람직하게 사용된다. 유리하게는, 상기 촉매는 알루미나, 플루오르화 알루미늄 또는 알루미늄 옥시플루오라이드 상에 지지될 수 있다. Chromium oxide (Cr 2 O 3 ) -based catalysts which are in an oxidation state of more than zero and optionally comprise other metals selected from Ni, Co, Mn and Zn are preferably used. Advantageously, the catalyst can be supported on alumina, aluminum fluoride or aluminum oxyfluoride.

알루미늄 플루오라이드, 또는 알루미늄 플루오라이드와 알루미나의 혼합물로 이루어진 지지체 상에 담지된 니켈 옥사이드, 할라이드 및/또는 옥시할라이드 및 크롬 옥사이드, 할라이드 및/또는 옥시할라이드로 구성된 혼합 촉매가 본 발명의 방법에 특히 가장 적절할 수 있다. Mixture catalysts consisting of nickel oxide, halides and / or oxyhalides and chromium oxides, halides and / or oxyhalides supported on a support consisting of aluminum fluoride or a mixture of aluminum fluoride and alumina are particularly suitable for the process of the invention. May be appropriate.

상기 촉매는 활성화된 알루미나로부터 기존의 알려진 방법으로 제조될 수 있다. 상기 활성화 알루미나는 제 1 단계에서, 임의로 공기 또는 질소와 같은 비활성 기체의 존재하에 통상적으로 200 내지 450 ℃, 바람직하게는 250 내지 400 ℃의 온도에서, 플루오르화 수소산을 사용하는 플루오르화에 의해, 알루미늄 플루오라이드, 또는 알루미늄 플루오라이드와 알루미나의 혼합물로 전환될 수 있다. 지지체는 이후에 크롬염 및 니켈염의 수용액 또는 크롬산, 니켈염 및 크롬-환원제, 예컨대 메탄올의 수용액으로 함침된다.  The catalyst can be prepared from known activated alumina by known methods. The activated alumina is in the first stage aluminum, by fluorination with hydrofluoric acid, typically at a temperature of 200 to 450 ° C., preferably 250 to 400 ° C., optionally in the presence of an inert gas such as air or nitrogen. Fluoride, or a mixture of aluminum fluoride and alumina. The support is then impregnated with an aqueous solution of chromium salts and nickel salts or an aqueous solution of chromic acid, nickel salts and chromium-reducing agents such as methanol.

크롬산 (CrO3) 이 크롬 전구체로 사용되는 경우, 상기 크롬은 당업자에게 알려진 임의의 수단으로 환원될 수 있고, 단, 사용되는 기술은 촉매의 특성 및 그에 따른 활성에 해가 되지 않다. 바람직한 환원제는 메탄올이다.When chromic acid (CrO 3 ) is used as the chromium precursor, the chromium can be reduced by any means known to those skilled in the art, provided that the technique used is not detrimental to the properties of the catalyst and its activity. Preferred reducing agent is methanol.

크롬 및 니켈 염으로서, 클로라이드를 사용하는 것이 바람직하나, 또한 예를 들어, 옥살레이트, 포르메이트, 아세테이트, 니트레이트 및 설페이트, 또는 니켈 디크로메이트와 같은 다른 염을 사용할 수 있고, 단, 이러한 염은 지지체에 의해 흡수될 것 같은 양의 물에 용해된다.As chromium and nickel salts, preference is given to using chlorides, but also other salts such as, for example, oxalate, formate, acetate, nitrate and sulfate, or nickel dichromate, provided such salts are Soluble in an amount of water likely to be absorbed by the support.

본 발명에 따른 방법에서 사용되는 혼합 촉매는 또한 상기 언급된 크롬 및 니켈 화합물의 용액으로 알루미나를 직접 함침하여 제조될 수 있다. 상기 경우에서, 알루미나의 일부 이상이 알루미늄 플루오라이드로 전환하는 것은 촉매-활성화 단계를 진행하는 동안 수행된다. The mixed catalyst used in the process according to the invention can also be prepared by directly impregnating alumina with a solution of the chromium and nickel compounds mentioned above. In this case, the conversion of at least a portion of the alumina to aluminum fluoride is carried out during the catalyst-activation step.

혼합 촉매의 제조에 사용되는 활성화된 알루미나는 시판되는 잘 알려진 생성물이다. 이들은 통상적으로 300 내지 800 ℃ 의 온도에서 알루미나 수화물을 하소하여 제조된다. 본 발명의 범주에서 사용될 수 있는 활성화된 알루미나는 촉매 활성에 해가 되지 않으면서, 나트륨을 다량 (100 ppm 까지) 으로 함유할 수 있다.Activated alumina used in the preparation of mixed catalysts is a well known product on the market. They are usually prepared by calcining alumina hydrate at a temperature of 300 to 800 ° C. Activated alumina that can be used within the scope of the present invention may contain large amounts of sodium (up to 100 ppm) without harming catalytic activity.

혼합 촉매는 0.5 질량% 내지 20 질량% 의 크롬 및 0.5 질량% 내지 20 질량% 의 니켈, 및 바람직하게는 니켈/크롬 원자 비가 0.5 내지 5, 바람직하게는 1 인 범위로 2 질량% 내지 10 질량% 의 각 금속을 함유할 수 있다.The mixed catalyst is 0.5% to 20% by mass of chromium and 0.5% to 20% by mass of nickel, and preferably 2% to 10% by mass of nickel / chromium atomic ratio in the range of 0.5 to 5, preferably 1 Each metal of may be contained.

퍼클로로에틸렌 플루오르화 반응에 사용하기 전에, 촉매성 고체는 미리 활성화 공정에 적용한다.Prior to use in the perchloroethylene fluorination reaction, the catalytic solid is previously subjected to the activation process.

"제자리" (플루오르화 반응기에서) 또는 적절한 기기에서 수행되는 상기 처리는 통상적으로 하기의 단계를 포함한다:The treatment carried out "in place" (in a fluorination reactor) or in a suitable apparatus typically comprises the following steps:

- 공기 또는 질소의 존재 하에 저온에서의 건조 단계,Drying at low temperatures in the presence of air or nitrogen,

- 질소 또는 공기 하에 고온 (250 내지 450 ℃, 바람직하게는 300 내지 350 ℃) 에서의 건조 단계,A drying step at high temperature (250 to 450 ° C., preferably 300 to 350 ° C.) under nitrogen or air,

- HF 함량이 온도가 350 ℃ 를 초과하지 않는 방식으로 조절되고, 450 ℃ 이하의 범위일 수 있는 온도에서 순수한 플루오르화 수소산 또는 질소로 희석된 플루오르화 수소산의 스트림 하에 종료되는, 플루오르화 수소산 및 질소의 혼합물에 의한 저온 (180 내지 350 ℃) 에서의 플루오르화 단계.Hydrofluoric acid and nitrogen, wherein the HF content is adjusted in such a way that the temperature does not exceed 350 ° C. and terminated under a stream of pure hydrofluoric acid or hydrofluoric acid diluted with nitrogen at a temperature that may range from 450 ° C. or less. Fluorination step at low temperature (180-350 ° C.) with a mixture of.

플루오르화 반응에 반드시 필요하지는 않으나, 산소가 소량으로 반응물과 함께 도입되는 것이 유리할 수 있다. 상기 양은 작업 조건에 따라서, 반응기로 들어가는 반응물에 대해 0.02 몰% 내지 1 몰% 의 범위일 수 있다. 산소는 순수한 상태 또는 질소와 같은 비활성 기체로 희석되어 반응기로 도입될 수 있다. 또한 산소는 공기의 형태로 도입될 수 있다. 채택된 형태와 상관없이 산소의 도입은 연속 또는 순차적으로 수행될 수 있다.Although not necessary for the fluorination reaction, it may be advantageous for oxygen to be introduced with the reactants in small amounts. The amount may range from 0.02 mol% to 1 mol% with respect to the reactants entering the reactor, depending on the operating conditions. Oxygen may be introduced into the reactor either in pure state or diluted with an inert gas such as nitrogen. Oxygen can also be introduced in the form of air. Regardless of the form adopted, the introduction of oxygen can be carried out continuously or sequentially.

단열 반응기는 플루오르화 수소산, 예를 들어, 하스텔로이 (Hastelloy) 및 인코넬 (Inconel) 을 포함하는 부식성 매질에 대해 내성을 지닌 물질로부터 제조될 수 있다.The adiabatic reactor can be made from materials that are resistant to corrosive media, including hydrofluoric acid, for example Hastelloy and Inconel.

본 발명에 따른 방법은 반응의 발열성을 우수하게 조절하여, 촉매의 이른 비활성화와 같은 결점을 부분적으로 또는 완전히 피할 수 있도록 한다. 더욱이, 상기 방법은 매우 높은 펜타플루오로에탄 생산성을 수득하도록 할 수 있다. 게다가, 상기 방법은 이전 정제 없이 미반응된 반응물 및 중간 화합물을 재순환하도록 할 수 있다.The process according to the invention provides a good control of the exothermicity of the reaction, so that defects such as early deactivation of the catalyst can be partially or completely avoided. Moreover, the process can be made to obtain very high pentafluoroethane productivity. In addition, the process can be used to recycle unreacted reactants and intermediate compounds without prior purification.

본 발명의 한 구현예를 단일 도면을 참조하여 기재한다. 미리 활성화되고, 임의로 지지된 크롬 옥사이드-기재 촉매를 함유하고, 세 층으로 이루어진 단열 반응기 (110)에, 한편으로는 퍼클로로에틸렌 (101), 플루오르화 수소산 (102) 및, 임의로 공기 (103) 를 포함하는 기체 스트림 (105) 및, 다른 한편으로는 HF, PER 및 스트림 (104) 로부터 재순환되는 중간 화합물 (주로 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 2-클로로-1,1,1,2-테트라플루오로에탄) 을 공급하였다. 기체 스트림 (105) 을 반응기에 도입하기 전에 300 ℃ 로 예열하고, 제 1 층의 입구에서 온도를 320 내지 340 ℃ 로 유지하였다. 반응기의 제 2 흥에 제 1 층으로부터의 기체 스트림 및, 임의로, 180 ℃ 로 예열된 반응물 및, 임의로, 공기를 포함하 는 기체 스트림 (106) 을 공급하였다. 제 2 층의 입구에서의 온도를 또한 320 내지 340 ℃ 로 유지하였다. 반응기의 제 3 층에, 제 2 층에서 유래된 기체 스트림 및, 임의로 180 ℃ 로 예열된 반응물 및, 임의로 공기를 포함하는 기체 스트림 (107) 을 공급하였다. 또한 제 3 층의 입구에서의 온도를 320 내지 340 ℃ 로 유지하였다. 반응기를 통과하는 기체 스트림 (108) 을 증류탑 (111) 으로 보내어, 상부에서는 특히 펜타플루오로에탄 및 HCl 을 포함하는 경 생성물의 분획 (109), 및 하부에서는 HF, PER 및 중간체 화합물 (주로 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 2-클로로-1,1,1,2-테트라플루오로에탄) 을 포함하는 중 생성물의 분획을 산출하였다. 중 생성물의 분획을 하부를 거쳐 증류탑으로 통과시키고, 이어서 반응기로 재순환시키는 한편, 경 생성물의 분획은 증류 단계 (112) 에 적용하여, 펜타플루오로에탄으로부터 HCl 을 분리하였다. 이어서, 펜타플루오로에탄을 정제하였다.One embodiment of the present invention is described with reference to a single drawing. In a three-layered adiabatic reactor 110 containing a pre-activated, optionally supported chromium oxide-based catalyst, on the one hand perchlorethylene (101), hydrofluoric acid (102), and optionally air (103) Gas stream 105 comprising and intermediate compounds recycled from HF, PER and stream 104 on the other hand (mainly 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane and 2-chloro- 1,1,1,2-tetrafluoroethane). The gas stream 105 was preheated to 300 ° C. prior to introduction into the reactor and the temperature was maintained at 320 to 340 ° C. at the inlet of the first bed. A second stream of the reactor was fed with a gas stream from the first bed and a reactant preheated to 180 ° C. and optionally a gas stream 106 comprising air. The temperature at the inlet of the second layer was also maintained at 320 to 340 ° C. To the third bed of the reactor was fed a gas stream 107 comprising a gas stream derived from the second bed and a reactant, optionally preheated to 180 ° C., and optionally air. In addition, the temperature at the inlet of the third layer was maintained at 320 to 340 ° C. A gas stream 108 passing through the reactor is sent to the distillation tower 111, so that the fraction 109 of the light product comprising, in particular, pentafluoroethane and HCl, and the HF, PER and intermediate compounds (mainly 2, A fraction of the heavy product comprising 2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane and 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane) was calculated. A fraction of the heavy product was passed through the bottom into a distillation column and then recycled to the reactor, while a fraction of the light product was subjected to distillation step 112 to separate HCl from pentafluoroethane. Then pentafluoroethane was purified.

반응 동안 내내, 다층 반응기의 온도는 380 ℃ 이하로 유지되었고, 절대 압력은 약 3 bar 였다. Throughout the reaction, the temperature of the multilayer reactor was maintained below 380 ° C. and the absolute pressure was about 3 bar.

Claims (7)

(i) 퍼클로로에틸렌 및, 임의로 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및/또는 2-클로로-1,1,1,2-테트라플루오로에탄을 단열 다층 반응기에서 촉매의 존재하에 기상으로 플루오르화 수소산과 반응시키는 단계, 및 임의로 (ii) 단계 (i) 에서 제조된 스트림을 분리하여경 생성물의 분획 및 중 생성물의 분획을 산출하는 단계를 포함하는, 펜타플루오로에탄의 제조 방법.(i) perchlorethylene and optionally 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane and / or 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane in adiabatic multilayer reactor Reacting with hydrofluoric acid in the gaseous phase in the presence of H 2 O and optionally (ii) separating the stream prepared in step (i) to yield a fraction of the light product and a fraction of the heavy product. Method of preparation. 제 1 항에 있어서, 단열 반응기의 제 1 층의 입구에서의 온도가 280 내지 350 ℃, 바람직하게는 320 내지 340 ℃ 인 것을 특징으로 하는 방법.2. The process according to claim 1, wherein the temperature at the inlet of the first layer of the adiabatic reactor is from 280 to 350 ° C., preferably from 320 to 340 ° C. 3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반응기에서의 온도가 410 ℃ 이하, 바람직하게는 380 ℃ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.3. The process according to claim 1, wherein the temperature in the reactor is 410 ° C. or less, preferably 380 ° C. or less. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 플루오르화 단계의 (절대) 압력이 1 내지 10 bar, 바람직하게는 1 내지 4 bar 인 것을 특징으로 하는 방법.4. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the (absolute) pressure of the fluorination step is 1 to 10 bar, preferably 1 to 4 bar. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 중 생성물의 분획이 반응기로 재순환되는 것을 특징으로 하는 방법.5. The process according to claim 1, wherein the fraction of the heavy product is recycled to the reactor. 6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, HF/유기 반응물의 몰 비가 5 내지 50, 바람직하게는 10 내지 30, 유리하게는 10 내지 20 인 것을 특징으로 하는 방법. 6. The process according to claim 1, wherein the molar ratio of HF / organic reactant is from 5 to 50, preferably from 10 to 30, advantageously from 10 to 20. 7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매가 0 초과의 산화 상태이고, Ni, Co, Mn 및 Zn 으로부터 선택되는 다른 금속을 임의로 포함하는 크롬 옥사이드 (Cr2O3)-기재 촉매인 것을 특징으로 하는 방법.The chromium oxide (Cr 2 O 3 ) -based catalyst according to any one of claims 1 to 6, wherein the catalyst is in an oxidation state of greater than zero and optionally comprises another metal selected from Ni, Co, Mn and Zn. Method characterized in that.
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